机器人产业知识产权分析评议报告

1、机器人产业知识产权分析评议报告2018-12序言随着我国国民经济持续高速发展，先进制造业迎来了新的发展机会，而机器人的发展必定会促进加工制造业的转型、升级，和国际接轨、参与国际化分工是我国的加工制造产业现在必须面对的挑战。本报告分析了国内外机器人产业发展总体特点、市场结构与分布，以及知识产权布局状况，并着重以截至 2017 年 12 月的专利数据为蓝本开展研究，并对相关数据进行了深度加工，针对机器人产业全球（主要指中国、美国、日本、英国、法国、德国、瑞士、俄罗斯、韩国、欧洲专利局、世界知识产权组织） 专利分布情况进行分析，从专利角度对全球机器人产业发展现状进行了梳理， 着重对工业机器人与服务机

2、器人领域进行了系统的专利分析，通过知识产权这个价值指标客观、科学、全面评价机器人产业技术发展现状，为机器人产业企业的专利布局以及商标品牌建设及保护提供有力的数据支持和决策依据。机器人产业知识产权分析评议报告目录 HYPERLINK l _bookmark0 政策篇2 HYPERLINK l _bookmark1 全球机器人产业科技政策分析3 HYPERLINK l _bookmark2 我国机器人产业科技政策分析6 HYPERLINK l _bookmark3 市场篇9 HYPERLINK l _bookmark4 全球机器人产业市场规模10 HYPERLINK l _bookmark5 全球

3、机器人产业市场结构与分布14 HYPERLINK l _bookmark6 中国机器人产业市场结构与分析18 HYPERLINK l _bookmark7 技术篇22 HYPERLINK l _bookmark8 全球专利创新状况23 HYPERLINK l _bookmark9 工业机器人专题分析33 HYPERLINK l _bookmark10 服务机器人专题分析47 HYPERLINK l _bookmark11 竞争篇61 HYPERLINK l _bookmark12 机器人产业国内外主要申请人分析62 HYPERLINK l _bookmark13 工业机器人主要竞争态势分析67

4、 HYPERLINK l _bookmark14 服务机器人主要竞争态势分析70 HYPERLINK l _bookmark15 中国机器人产业专利运营分析72 HYPERLINK l _bookmark16 5.结语82 HYPERLINK l _bookmark17 上游产业：国产尚处于起步阶段83 HYPERLINK l _bookmark18 中游产业：应用发展空间巨大83 HYPERLINK l _bookmark19 下游产业：结构升级是重点831.政策篇机器人产业知识产权分析评议报告机器人产业知识产权分析评议报告全球机器人产业科技政策分析美国领跑人工智能发展潮流，战略层面高度重视

5、美国在人工智能发展方面具有明显的优势，从政府到企业对人工智能带来的变革都极为重视。科研机构对人工智能重视程度也在不断加强，相关创新型产品迭代迅速。战略层面高度重视，成立国家专家委员会机构。2015 年以来，美国白宫科技政策办公室连续发布的为人工智能的未来做好准备国家人工智能研究和发展战略计划和人工智能、自动化与经济报告3 份重量级报告。2016 年 5 月，美国白宫推动成立了机器学习与人工智能分委会（MLAI），专门负责跨部门协调人工智能的研究与发展工作，并就人工智能相关问题提出技术和政策建议，同时监督各行业、研究机构以及政府的人工智能技术研发。推动软硬件系统协同演进，全面开发人机协作智能系统

6、。美国更加关注长期投资在具有潜在能力的高风险高回报项目，以此补充社会和企业短期内不愿涉足的领域。在软件方面，提升人工智能系统的数据挖掘能力、感知能力并探索其局限性，同时推动系统革新， 包括可扩展、类人的、通用的人工智能系统的研发。在硬件方面，优化针对人工智能算法和软件系统硬件处理能力，并改进硬件体系架构，同时，推动开发更强大和更可靠的智能机器人。资本与政策共同发力，挖掘最具潜力的创业企业。美国硅谷是当今人工智能发展的重点区域。聚集了从人工智能芯片到下游应用产品的全产业链企业。在人工智能融资规模上， 美国在全球占主导地位，比重在 60%以上。美国的科技巨头们早已展开一系列收购暗战， 例如近 5

7、年来，Google 成为人工智能领域最活跃的收购者，相继收购了 DNNresearch、DeepMind 和 Nest。巨头企业形成集团式发展，共建人工智能生态圈。以谷歌、微软、亚马逊、Facebook、IBM 五大巨头为代表，自发形成人工智能伙伴关系，通过合作的方式推进人工智能的研究和推广。这种新型的巨头集团式发展模式，成为人工智能时代的亮点，能保证技术方案的效益最大化。在未来，还会有更多企业和机构加入其中。用户组织、非营利组织、伦理学家和其他利益相关者也都会围绕生态圈进行更大范围的研究和开发。机器人产业知识产权分析评议报告日本打造全球最大工业机器人产业规模日本在机器人生产、应用、主要零部件

8、供给和研究等各方面在全球优势明显。日本 2004年 5 月发布的“新产业发展战略”指出：重点发展包括机器人在内的 7 个产业领域，同时， 在进一步实施“新产业发展战略”的新经济成长战略报告中把机器人放在使日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位上。2015 年 1 月，日本国家机器人革命推进小组发布了机器人新战略，计划用 5 年时间完成成立机器人革命促进会、发展面向下一代技术、实施全球标准化战略等 8 项重点任务。到 2020 年的 5 年间，日本计划扩大机器人研发投资，推进 1000 亿日元规模的机器人扶持项目。目标是到 2020 年使日本成为世界机器人创新基地，实现日本机器人应用广度世界第一

9、，迈向领先世界的机器人新时代。德国带动传统产业改造升级，集中于“工业 4.0”计划德国政府在工业机器人发展的初级阶段发挥着重要作用，其后，产业需求引领工业机器人向智能化、轻量化、灵活化和高能效化方向发展。20 世纪 70 年代中后期，德国政府在推行“改善劳动条件计划”中，强制规定部分有危险、有毒、有害的工作岗位必须以机器人来代替人工，为机器人的应用开启了初始市场。2012 年，德国推行了以“智能工厂”为重心的“工业 4.0 计划”，工业机器人推动生产制造向灵活化和个性化方向转型。柏林汇聚一半以上的人工智能企业，成为绝对发展中心。柏林作为德国的首都以及科技类创业基地，囊括了将近 54%的人工智能

10、企业，远超慕尼黑、汉堡以及法兰克福等城市。德国“脑科学”战略重点是机器人和数字化。2012 年德国马普脑科学研究所和美国开展计算神经科学合作研究，并与以色列、法国开展多边合作。德国推动了“自动与互联汽车”国家战略，引领汽车产业革命。2015 年 9 月联邦政府内阁通过了联邦交通部提交的“自动与互联汽车”国家战略。德国顶尖大学和研究机构对传感器、车载智能系统、连通性、数字基础和验证测试进行的广泛研发使德国在技术领域又一次走在前沿。德国以设备制造商和大学的紧密科研合作为特点，通过公共补贴项目， 支持更高水平的自动驾驶大规模研发。机器人产业知识产权分析评议报告韩国分阶段实施“智能型机器人基本计划”韩

11、国机器人产业起步较晚，但目前已跻身机器人强国行列。韩国于 19801990 年代建立了独立的工业机器人体系，2004 年启动“无所不在的机器人伙伴”项目，2009 年提出“第一次智能型机器人基本计划”，2012 年发布机器人未来战略展望 2022。近年来，韩国还出台了一系列扶持机器人产业发展的政策措施，如建设机器人主题公园、举行机器人比赛、建立行业标准和质量认证体系、建立机器人论坛、组建机器人研究所和区域机器人中心等。机器人产业知识产权分析评议报告1.2 我国机器人产业科技政策分析2015 年，国务院颁布中国制造 2025，明确指出，工业机器人符合我国未来制造业的发展方向，围绕汽车、机械、电子

12、、危险品制造、国防工业、化工、轻工等工业机器人， 积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。根据重点领域技术路线图，2020 年，我国基本建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的机器人产业体系。自主品牌工业机器人国内市场占有率达到 50%，国产关键零部件国内市场占有率达到 50%，产品平均无故障时间（MTBF）达到 8 万小时。培育出 2-3 家年产万台以上、产值规模超过百亿元、具有国际竞争力的龙头企业，打造出 5-8 个机器人配套产业集群。2025 年，形成完善的机器人

13、产业体系，机器人研发、制造及系统集成能力力争达到世界先进水平。自主品牌工业机器人国内市场占有率达到 70%以上，国产关键零部件国内市场占有率达到 70%，产品主要技术指标达到国外同类水平，平均无故障时间达到国际先进水平。机器人产业知识产权分析评议报告图表 1 我国工业机器人发展路线图（数据来源：重点领域技术路线图）国家不断出台各项政策和行业标准，引导行业理性协调发展。2016 年 5 月，工信部、发改委、财政部联合印发机器人产业发展规划 2016-2020 年，政府各项政策的推动，加上市场的需求，未来预计中国机器人市场会有 20-30%的增长。2016 年 12 月，国务院印发“十三五”国家战

14、略性新兴产业发展规划，提出，构建工业机器人产业体系，全面突破高精度减速器、高性能控制器、精密测量等关键技术与核心零部件，重点发展高精度、高可靠性中高端工业机器人。中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚也指出，陆续会有 17 项涉及到机器人服务体系、产品标准、零部件等方面的标准发布。2017 年上半年，国务院、工信部、发改委、标准委等部门陆续出台十三五战略性新兴产业规划工业机器人行业规范条件关于促进机器人产业健康发展的通知中国机器人标准化白皮书等文件，引导行业有序发展。机器人产业知识产权分析评议报告2017 年 10 月，科技部发布“智能机器人”重点专项 2017 年度项目申报指南，围绕智能机器人基

15、础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人六个方向对重点专项进行了部署。专项实施周期为 2017-2021 年五年的时间。2017 年底，中国机器人产业联盟发布了 3 项标准，分别为弧焊机器人系统通用技术条件 定重式灌装机器人通用技术条件 工业机器人专用电缆。其中，定重式灌装机器人通用技术条件已由国家标准委审核通过，将作为国家标准发布。在中国机器人产业发展大会上，国家标准化管理委员会工业标准二部副主任田昭莹说：“对于机器人标准体系的建设，我们明确了两个阶段目标。第一个阶段到 2018 年要初步健全标准体系，制定60 项左右的国家标准和行业标准。第二阶段是到 20

16、20 年形成较为完善的标准体系，大约要制定 100 项的国家标准和行业标准。”1科技部“智能机器人”重点专项。2017 年 12 月，科技部高技术研究发展中心对入选“智能机器人”重点专项 2017 年度拟立项的项目进行了公示。据统计，此次公示的项目共有 31个，涉及经费 2.9635 亿元，项目牵头单位 44 家，其中，27 个项目的实施周期为 3 年，4 个项目在实施 1 年后，需评估择优。除此之外，各地政府工业机器人补贴政策出台。以长三角、珠三角地区城市为首，全国有 36 个城市将机器人作为当地产业发展的重点，财政补助额度大幅增长。广东、浙江、上海、湖北、黑龙江等地区均已出台工业机器人应用

17、的相关财政补贴政策。以广东省为例， 在省“工业与信息化发展专项资金”中，2016 年安排机器人发展专项资金 3.6 亿元，给予一定比例的采购价格补贴。浙江省省级财政累计安排 6 亿元资金支持“机器换人”技术改造。1资料来源： HYPERLINK /news/201801/05/48389.html /news/201801/05/48389.html2.市场篇机器人产业知识产权分析评议报告机器人产业知识产权分析评议报告全球机器人产业市场规模仅以工业机器人为例，根据 IFR 的统计显示：2016 年全球共销售 29.4 万套工业机器人，同比增长 15.74%。预计到 2020 年，全球将销售 5

18、2.1 万套工业机器人。2018 年至 2020 年， 复合年均增长率在 16.86%。图表 2 全球工业机器人销量及增长情况（数据来源：IFR）机器人产业知识产权分析评议报告图表 3 亚洲成为工业机器人主要销售地区（数据来源：IFR）从销售额来看，2012 年以来，工业机器人的市场正以年均 15.2%的速度快速增长。据IFR 统计显示，2016 年全球工业机器人销售额首次突破 132 亿美元，其中亚洲销售额 76亿美元，欧洲销售额 26.4 亿美元，北美地区销售额达到 17.9 亿美元。2017 年，工业机器人将进一步普及，销售额有望突破 147 亿美元，其中亚洲仍将是最大的销售市场。图表

19、4 全球工业机器人销售额及增长情况（数据来源：IFR）机器人产业知识产权分析评议报告从销量来看，2020 年将有 21 万台工业机器人在中国销售。自 2013 年，我国开始成为全球工业机器人第一大市场，由制造业转换升级、人口红利优势的削减带来的发展机遇， 预计我国工业机器人销量仍将在一段时间内保持快速增长。根据 IFR2统计数据显示，2016 年中国工业机器人销量为 8.7 万台，接近欧洲和美洲销量的总和（9.73 万台），占比全球市场份额 30%。预计到 2020 年中国在全球的市场份额将进一步扩大，届时将有 21 万台工业机器人在中国销售，占比全球市场份额的 40%。预计 2017 年-2

20、020 年间，中国工业机器人销量年均复合增长率为 27.54%，超过全球 16.86%的年均复合增长率。图表 5 中国机器人销量全球第一（数据来源：IFR）从市场规模来看，预计 2020 年，我国工业机器人市场规模将比现在扩大 2-3 倍。从使用密度的层面看，2014 年全球平均的工业机器人使用密度（每万工人拥有工业机器人数量）为 66 台，其中欧洲 85 台、美洲 75 台、亚洲 54 台。分国家来看，韩国工业机器人使用密度为 478 台；日本为 314 台；德国为 292 台；美国为 164 台。与这些国家相比，我国 2014年工业机器人使用密度为36 台，2015 年为49 台3。根据机

21、器人产业发展规划（2016-2020），到 2020 年，我国工业机器人的使用密度将超过 150 台/万人。预计 2020 年我国工业机器人市场规模将比现在扩大 2-3 倍。从产量来看，2020 年我国工业机器人产量将超过 25 万台。根据国家统计局 2018 年 12 International Federation Of Robotics 国际机器人联合会3数据来源：IFR机器人产业知识产权分析评议报告月公布的数据显示，2017 年，全国工业机器人累计生产超过 13 万套，同比增长 68.1%。其中 12 月份产量 1.27 万台，同比增长 56.5%，增长势头迅猛。随着国内外企业对中国市

22、场的良好预期，新建厂房有望在 2018-2019 年实现量产，预计未来三年我国工业机器人产量将实现翻番，发展进入快车道，到 2020 年我国工业机器人产量将超过 25 万台。图表 6 中国工业机器人月累计产量及同比增长情况（数据来源：国家统计局）机器人产业知识产权分析评议报告全球机器人产业市场结构与分布日、欧工业机器人技术全球领先全球工业机器人产业领导厂商分布在欧美和日本，其中瑞士的 ABB 公司为全球最大的工业机器人厂商，此外日本的 FANUC 公司、安川机电、 ACHI、川崎公司，德国的库卡公司，意大利的柯马以及美国的 Adept Technology、 American Robot 并列

23、全球 10 大机器人厂商。图表 7 全球工业机器人 10 大厂商分布工业机器人主要应用领域集中在汽车、电子行业从下游行业应用来看，汽车产业是工业机器人最重要的应用行业，同时汽车产业大大增加了全球工业机器人领域的投资。2016 年汽车产业约销售 10.3 万台工业机器，占比总销售量的 35.03%。电气/电子行业(包括电脑设备、无线电、电视、通信设备和装备、医疗、精密和光学仪器)工业机器人销量同比增长 40%，共计约 9.1 万台，占工业机器人总销量的 30.95%，电气/电子行业将是工业机器人应用最具潜力的行业。2016 年冶金、化工/橡胶/塑料、食品行业机器人产业知识产权分析评议报告工业机器

24、人销量分别为 2.9 万、2 万和 0.8 万台。图表 8 2016 年全球工业机器人主要应用领域（单位：千套）（数据来源：IFR）家电、3C 行业对工业机器人应用的需求与日俱增，并极有可能在未来成为工业机器人应用的新增长点。此外随着国内关键岗位机器人替代工程、安全生产少(无)人化专项工程和新的应用示范政策的不断落实，工业机器人的应用领域将有望延伸到劳动强度大的纺织、物流行业，危险程度高的国防军工、民爆行业，对产品生产环境洁净度要求高的制药、半导体、食品等行业，以及危害人类健康的陶瓷、制砖等行业。3/4 的工业机器人被销往中、韩、日、美、德五个国家2016 年，中国、韩国、日本、美国和德国分别

25、销售了 8.7 万、4.14 万、3.86 万、3.14万和 2 万台工业机器人，合计 21.84 万台，占到全球销量的 3/4。这些国家对工业自动化改造的需求激活了工业机器人市场，也使全球工业机器人使用密度大幅提升，目前在全球制造业领域，工业机器人使用密度已经超过了 70 台/万人。机器人产业知识产权分析评议报告图表 9 2016 年全球工业机器人销售（数据来源：IFR）中国作为全球最大市场的领先地位进一步扩大，约占 2016 年总销量的 30%。韩国已经成为全球第二大工业机器人消费市场。得益于电子电器产业在工业机器人上的大力投资， 机器人销量的大幅提升，2016 年，韩国工业机器人销量已达

26、到了 41400 台，同比增长 8%。韩国是全球工业机器人密度最高的国家，2016 年，韩国制造业的工业机器人密度已达到 630。2016 年，日本工业机器人销量达 38600 台，增长 10%，是 2006 年以来的历史最高水平。日本同时也是主要的机器人制造国，自 2010 年以来，日本工业机器人供应商不断提高生产能力，以满足日益增长的工业机器人需求。2016 年，日本工业机器人产量达 15.26 万台，占全球产量的 52%。2016 年，美国工业机器人安装量达 31400 台，增长 14%。2010 年开始兴起的工业自动化风潮，进一步增强了美国工业在全球市场的竞争力。美国企业不得不加大对工

27、业机器人的投资，以便能实现制造业回流。因此，美国的工业机器人密度得到大幅提高，特别是汽车行业，工业机器人密度达到 1261，仅次于韩国。美国的大部分工业机器人都来自于日本、韩国和欧洲。机器人产业知识产权分析评议报告德国是全球第五大工业机器人市场，也是欧洲最大的工业机器人市场，2016 年德国的工业机器人保有量分别占欧洲的 36%，而销量则占 41%，达到 20039 台。图表 10 2016 年世界五大国家工业机器人销量（数据来源：IFR）机器人产业知识产权分析评议报告中国机器人产业市场结构与分析市场竞争：超 6 成市场份额被外商占据，但国产化率逐渐提升50 余年的探索和发展，导致日、美、欧等

28、发达国家和地区在工业机器人领域具有深厚的技术沉淀。此外，由于我国工业机器人发展较晚且受限于先进技术。目前，我国 6 成以上的工业机器人市场份额均由国外厂家占据。根据 2017 年中国机器人产业发展报告，以“四大家族”ABB、库卡、安川电机和发那科为代表的外国机器人企业，在中国的市场份额近 60%，六轴以上多关节机器人市场份额超过 90%，占绝对的垄断优势。在下游应用领域，作业难度大、国家应用领域最广泛的焊接领域，国外机器人企业占比 84%；高端应用集中的汽车行业，国外机器人企业占 90%。图表 11 四大机器人企业情况及在中国布局品牌 总部所在地 在中国发展现状 发那科FANUC 日本 199

29、2：与北京机床研究所共同组建北京发那科机电有限公司，专门从事机床数控装置的生产、销售与维修1997：与上海电气实业公司联合组建上海发那科机器人有限公司，是国内领先的机器人生产厂商安川电机YASUKAWA 日本 1996：与中国首钢总公司共同投资成立安川首钢机器人有限公司，专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售1999：安川电机（中国）有限公司在上海注册成立，主要制造机器人本体及相关零部件的总装ABB 瑞士苏黎世 2005：在上海开始制造工业机器人并建立了国际领先的机器人生产线2006：全球业务总部落户上海2009：发布全球精度最高、速度最快六轴小型机器人 IRB1202

30、011：发布全球最快码垛机器人 IRB460库卡 德国奥格斯堡 1986：向一汽卡车赠送作为试用的工业机器人，成为中国汽车业应用的第一台工业机器人1994：库卡机器人开始大批量进入中国，与国内汽车龙头企业的东风卡车公司以及长安汽车公司合作2004：库卡柔性系统制造（上海）有限公司在上海青浦工业园成立2016：被美的集团收购机器人产业知识产权分析评议报告部分领域国产工业机器人占比提升，龙头企业有望形成突破随着我国制造业升级和国家政策的不断推进，国产工业机器人品牌正面临的良好的发展契机。根据 CRIA 的数据显示，2011 -2015 年期间，我国已经销售的工业机器人，国产品牌的占比不断提高，从

31、2011 年的 8%提高到 2015 年的 34%。图表 12 国产工业机器人的占比不断提高（数据来源：CRIA）国内机器人行业具有代表性的企业有：新松、埃斯顿、埃夫特、广州数控、新时达、拓斯达、巨星科技、华昌达等。这些公司已经在机器人产业链中游和上游进行拓展，通过自主研发或收购等方式掌握零部件和本体的研制技术，结合本土系统集成的服务优势，已经具备了一定的竞争力，望实现对国外品牌的进口替代。图表 13 国内工业机器人领域优势企业(资料来源：根据公开资料整理4)国内企业上市情况 产业链布局 下游领域 竞争优势 新松机器人300024.SZ本体、集成航空航天、食品、烟草、 3C、卫陶隶属中科院，国

32、产机器人龙头，产品线最全埃斯顿002747.SZ零部件、本体、集成汽车、压铸、家电、3C、酿酒、制药自主技术和核心零部件的国产机器人主力军4参考资料： HYPERLINK /article/detail/3860416827/437628?column=stock&ch=9 /article/detail/3860416827/437628?column=stock&ch=9机器人产业知识产权分析评议报告埃夫特未上市本体、集成汽车、卫陶、五金、机加工、酿酒、3C大规模产业化应用迈向研发制造新时达002527.SZ零部件、本体、集成汽车自主研发核心零部件，汽车柔性机器人生产整线广州数控未上市零部

33、件、本体家电、 3C、汽车自主研发核心零部件拓斯达300607.SZ本体、集成注塑、 3C、家电、汽车、医疗自主研发 6 轴机器人，注塑领域差异化竞争博实股份002698.SZ本体、集成石化、化工、食品、医疗自主研发机器人本体、控制器， 石化行业渗透率高华中数控300161.SZ零部件、本体、集成锂电、物流、包装自主研发核心零部件，收购江苏锦明切入集成领域汇川技术300124.SZ零部件机器人核心零部件伺服系统、控制系统、工业视觉系统华昌达300278.SZ集成汽车汽车白车身领域客户资源优质巨星科技002444.SZ本体、集成物流、安防(服务)物流机器人与安防机器人领域客户资源优质瑞松科技未上

34、市本体、集成3C、汽车、电梯、核电国内最具规模的汽车智能装备技术研发制造商大富配天未上市零部件、本体、集成搬运、码垛、激光加工、焊接、喷涂高端 6 轴机器人研发生产广州启帆未上市本体、集成冲床、油压、锻压冲床、油压拉伸、锻压自动化领域龙头苏州绿的未上市零部件机器人自主研发精密谐波减速器，实现进口替代固高科技未上市零部件机器人国内控制系统与伺服驱动系统技术领先我国四大工业机器人产业集聚区，龙头企业主要分布在长三角近年来，在需求快速扩张及国家自主创新政策推动的作用下，国内一大批企业进入机器人研制和生产行列，我国工业机器人和服务机器人分别进入了初步产业化和产业孕育阶段。发展已形成环渤海、长三角、珠三

35、角和中西部四大产业集聚区。我国自主品牌机器人生产企业主要分布在以上海、苏州、南京等为中心的长三角经济圈，以广州、深圳、东莞为中心的珠三角经济圈，以北京、天津、青岛为中心的环渤海经济圈，以沈阳、哈尔滨为中心的东北地区，以及重庆、长沙、武汉、芜湖等为代表的中西部地区；沈阳、上海、深圳、重庆的中心效应较为明显。国内的龙头企业从北向南是沈阳新松、南京埃斯顿、安徽芜湖埃夫特、上海新时达、广州数控。由于工业基础、企业意愿等因素，工业机器人应用区域主要集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人的拥有量占全国的一半以上。机器人产业知识产权分析评议报告图表 14 我国四大工业机器人集聚区(图表来源：赛迪咨询

36、)图表 15 我国自主品牌工业机器人地域分布(图表来源：智行院)3.技术篇机器人产业知识产权分析评议报告3.1 全球专利创新状况机器人产业知识产权分析评议报告本章通过对全球5机器人产业的专利数据进行研究，以了解机器人产业专利申请现状与发展趋势、目标市场国家/地区专利状况、全球主要竞争对手核心竞争力构成状况以及中国区域的专利概况等。技术发展趋势分析 截至 2017 年 12 月，全球涉及机器人产业技术的专利/申请共计 518366 件。从全球机器人产业专利申请情况来看，专利技术起步时间较早，早在上世纪 20 年代之前，已出现该技术领域相关专利，但数量很少；从上世纪 70 年代至今，全球的专利申请

37、总体呈快速上升发展趋势，尤其是在近十年，专利申请呈现明显的增温发展态势，年均专利增长率为 17.3%，年均专利申请量为 25000 件左右，明显高于 2007 年以前的历年专利申请量。从上世纪 20 年代至今的发展趋势来看，大致可分为三个阶段：第一阶段（1920-1980），该阶段属于机器人产业技术发展的萌芽阶段，专利申请呈现较为缓慢的上涨趋势，年均申请量不足 500 件。这一阶段的申请人主要来自日本、美国、法国、德国等，日本是此阶段专利申请量最多的国家，技术研发实力较强，且具有较好的市场发展基础。其中：HITACHI（日立）、MITSUBISHI（三菱）及美国 IBM（国际商业机器公司）和法

38、国的 COMMISSARIAT A LENERGIE ATOMIQUE(法国原子能委员会)专利申请比较活跃。第二阶段（1981-2000），此阶段属于机器人产业技术的初步上升发展阶段，专利申请呈现出波动上涨的趋势，年均专利申请量较前一阶段有了较大幅度的提升，平均值超过 6000 件。越来越多的国家将机器人产业技术作为国家未来发展的战略性技术，因此，与上一阶段相比， 机器人产业的技术竞争更加激烈，除了欧美洲申请人，亚洲申请人也开始大量申请专利，从而使此阶段专利申请量的明显增长。此阶段日本专利申请仍最为活跃，韩国排名第二位，是该阶段专利发展速度最快的区域，机器人市场在韩国迅速升温；而此阶段最为活跃

39、的仍为日本籍申请人，其几乎占据了申请人排名的前十位。第三阶段（2001-2017），此阶段机器人产业技术进入了飞速发展期，专利申请呈现出直线上升的增长态势，市场竞争空前激烈，年均申请量接近 20000 件，较上一阶段又有了大5本报告中【全球】具体指 CN、JP、US、EP、WIPO、GB、FR、DE、CH、KR、RU（SU）。本报告所有数据检索的截止日期（包括图表中涉及到的截止日期）均为截至 2017 年 12 月。机器人产业知识产权分析评议报告幅提升。此阶段表现最为突出的是中国、美国、韩国。其中，中国专利申请量呈现出了爆发性的增长态势，从而导致了此阶段全球专利申请量的飞速上涨，美国和韩国的专

40、利申请量相差无几。整体看来：全球机器人产业持续升温，专利申请呈现迅速发展态势，随着机器人应用越来越广泛，可以预见未来一段时间，机器人产业专利申请仍将保持飞速发展趋势，技术和市场竞争将更为激烈。3000020000100000近十年年均增长率：17.3%600005000040000图表 16 全球机器人产业专利总体申请趋势分析全球机器人产业专利申请趋势数据来源： HYPERLINK /totalpatent /totalpatent，截止到2017年12月注：期末统计数量下降是某些专利申请尚未公开所致，并非申报量下降201620122008200420001996199219881984198

41、0197619721968196419601956195219481944194019361932192819241920截至 2017 年 12 月，中国涉及机器人产业的专利/申请共计 158204 件。从中国区域专利申请的类型来看，发明申请专利为 81775 件，约占总申请量的 51.7%；实用新型专利为 68878 件，占总量的 44.1%；外观设计专利为 7551 件，占比为 4.8%。从专利类型的构成趋势来看， 1986-1995 年期间，实用新型专利所占的比例高于发明专利，从 1996 年开始，发明专利的占比逐渐上升，超过了实用新型专利，但近十年发明专利的占比又有所下降。机器人产业

42、知识产权分析评议报告机器人领域中国区域专利以发明为主，其次为实用新型；近 20 年来，发明专利发展速度较快；近十年来，实用新型专利申请呈现了小幅度上升发展态势，实用新型专利类型在近年来的受重视程度有所提高。图表 17 中国区域机器人产业专利类型构成及趋势分析专利保护地域分析从全球机器人产业专利申请区域来看，中国专利申请量为 158204 件，排名第一，约占全球总申请量的 30.6%；其次是日本 101950 件，占 19.7%；韩国略高于美国，排名第三， 申请量为 66182 件，占 12.8%；美国排第四，为 65124 件，占 12.6%；世界知识产权组织的专利申请量位居第五位。可见：中国

43、、日本、韩国、美国是全球机器人产业技术研发与市场竞争的重点区域。机器人产业知识产权分析评议报告图表 18 全球机器人产业专利申请区域分布分析从全球机器人产业重点区域的专利申请趋势来看，中国由于专利制度起步较晚，因此专利数据在 1985 年前处于空白，1985 年后，机器人领域专利申请从无到有，从少到多，并呈现非常显著的快速发展趋势。从中国专利申请的发展趋势来看，该领域的专利申请大致经历了两个阶段：第一阶段（1985-1996 年）：此阶段机器人领域的专利申请呈现缓慢增长的趋势，一是由于中国机器人技术整体发展缓慢，二是由于中国的专利制度刚建立，中国企业的专利保护意识还很薄弱，因而专利申请量不高。

44、值得注意的是：此阶段已有部分国外企业进驻中国市场，开始在中国进行专利布局。第二阶段（1997-2017 年，近二十年）：此阶段，随着机器人技术的迅速发展以及国内申请人专利保护意识的增强，机器人领域的中国专利申请量开始逐步增加，并从 2006 年开始呈现出快速增长的态势。同时，由于中国市场是机器人领域非常重要的市场国，越来越多的国外申请人，尤其是欧美日申请人开始进入中国市场，中国市场的竞争越来越激烈。机器人产业知识产权分析评议报告日本区域的起步较早，1950-1980 年属于日本机器人技术的萌芽阶段，此阶段日本专利申请量和专利增长率都远远高于其他国家，也为以后日本机器人技术的快速发展奠定了基础。

45、从 1981 年开始，日本机器人技术进入快速发展阶段，同时涌现出了一大批机器人产业的龙头企业，如 HITACHI（日立）、FANUC（发那科）、MITSUBISHI（三菱）、HONDA（本田）、YASKAWA（日本安川电气）等公司。近二十年来，日本机器人产业专利技术发展较前一阶段出现了小幅度降温，而总体发展进入平稳状态。整体来看，日本作为“机器人大国”，多年来在机器人产业的专利申请方面处于持续稳步上升发展中，现阶段进入平稳期，日本机器人产业在技术和市场上均具有较强优势。韩国在机器人产业的发展晚于欧美日，从 1974 年开始，其专利申请量一直处于上升状态，早期发展较为缓慢，从 2003 年开始，

46、韩国政府发布多项政策对机器人行业予以支持：2003 年，韩国产业资源部发布了包括智能工业机器人在内的“十大未来成长动力产业”；智能机器人开发与普及促进法在 2008 年 9 月正式实施，机器人产业上升到国家战略层面；2009 年 4 月发布的第一次智能机器人基本计划将韩国在 2018 年成为全球机器人主导国家作为发展目标；为抢占智能机器人的市场先机，韩国政府在 2012 年 10 月公布的机器人未来战略战网 2022中提出要不遗余力支持韩国企业进军国际机器人市场。一系列政策的刺激使得韩国在机器人领域的研发能力有了很大进步，同时在专利申请上也有了直接反映，从 2005 年开始，韩国专利申请有了较

47、大幅度提升，年均申请量超过 2000 件，近十年， 韩国专利技术发展甚至赶超美国，处在如火如荼的发展中。美国是机器人诞生地，经过多年发展，已成为世界机器人强国之一。美国在机器人领域的专利申请起步最早，上世纪之前已有相关专利技术出现，多年来一直处于持续上升的态势。1950-1980 年，美国机器人专利技术逐渐落后于日本，其在该阶段专利申请处在第二位。1980 年以后，尤其是近二十年，其年专利申请量较前一阶段有了较大的提升，从 2005 年开始，年专利申请量超过日本并持续上升发展。1978 年，专利合作条约（PCT）实施，机器人产业专利申请人随之开始通过 PCT 国际申请途径申请国际专利，从 19

48、78 年至今，向世界知识产权组织提交专利申请并公开的机器人技术呈现稳步上升发展趋势，机器人产业申请人通过 PCT 途径在多个国家寻求保护的专利技术产出数量越来越多；2006 年，向世界知识产权组织递交的 PCT 专利申请突破 1000 件，2015 年，PCT 专利达到最高点，申请量为 2870 件；PCT 专利申请的稳步上升发展趋势也表明机器人产业市场竞争逐步呈全球化竞争态势，且越来越激烈。机器人产业知识产权分析评议报告总体来看：全球机器人产业正处于蓬勃发展期，中国专利申请量居于首位，虽起步较晚，但近十年发展飞速，专利申请量有了显著上升增长趋势；日本在机器人产业专利申请较早，现阶段发展略有放

49、缓，技术和市场基础较强；韩国同中国相似，虽起步晚，但近期技术发展迅速；美国多年来一直处于上升态势，专利保护持续稳步上升，现阶段专利申请出现了新的活跃态势；向世界知识产权组织递交的 PCT 专利申请呈现稳步上升发展趋势， 全球化竞争越来越激烈。全球主要区域专利保护情况较好，专利申请出现了强劲的发展势头。机器人产业知识产权分析评议报告图表 19 全球机器人产业重点区域专利申请趋势分析从机器人产业中国专利申请情况来看，中国区域的专利申请主要来自本土申请人，本土申请量约占总量的 93.6%，而国外来华的专利申请量仅占总量的 6.4%。从国外来华专利区域构成情况可以看出，日本和美国是国外来华申请量较多的

50、区域， 日本申请人的申请量最高，远高于其他国家申请人在中国的专利申请量，可见日本申请人非常重视中国市场的专利布局。从中国主要省市区域构成情况可以看出，机器人行业专利申请排在前三位的省市分别是广东、江苏和浙江。其中，广东的专利申请量位居首位，表现最为突出。江苏和浙江分别位居第二、第三位，江苏和浙江都是经济发达地区，创业投资环境好，拥有很多机器人机器人产业知识产权分析评议报告相关领域的企业，而且上述地区的政府对专利技术成果较为重视，鼓励自主创新。通过上述分析可知，中国区域专利主要来源于本土申请人，日本申请人对中国市场的重视程度较高，广东、江苏和浙江是国内最具竞争力的三个省市。图表 20 中国机器人

51、产业本土和国外来华分析中国机器人产业本土和国外来华分析单位：件261662323913964中国本土14810993.6%911064794506广东 江苏 浙江 北京 上海 山东 安徽 天津 四川 辽宁数据来源： HYPERLINK / ，截止到2017年12月358日本美国德国韩国瑞士873102523903886国外来华100956.4%从专利类型来看，中国本土申请人的专利申请量最多，虽然专利申请以发明专为主， 但实用新型专利量与发明专利申请量相差不大；而国外来华申请人专利申请以发明为主， 技术含量较高。从申请人类型来看，国外的创新主体主要以公司为主，而中国机器人行业的专利申请有相当部分

52、源于科研单位、大学和个人，存在研发与市场不同步的现象。下表列出了专利申请量排名前十位的国家在中国的专利申请情况。机器人产业知识产权分析评议报告图表 21 中国区域机器人产业主要国家专利申请情况综合列表中国机器人产业主要国家专利申请情况综合列表 国家 申请量 专利类型 申请人类型 发明 新型 外观 企业 大专院校 个人 科研院所 其它 行业协会 中国本土 148109724536858670709364733823197842764643331日本 3886359269225384439455100美国 239022955639224575203823德国 1025961333198441529

53、7韩国 8737812072785205217230瑞士 358296461634350780法国 3012846112648710178瑞典 189149271318800010意大利 181168310167600120荷兰 1551485215030020数据来源： HYPERLINK / ，截止到 2017 年 12 月 技术领域分布分析机器人包括很多种类，其中按类型划分主要包括工业机器人、服务型机器人和特种机器人三类。从全球机器人产业技术分布情况来看，工业机器人专利申请量最多，共计 304883 件， 占比为 71.1%，其次为服务机器人，相关专利数量为 87024 件，占比为 20

54、.3%，特种机器人专利申请量最少，共计 37185 件，占比为 8.7%。通过上述分析可知，工业机器人是全球机器人产业的技术重点。中国机器人技术分布情况：工业机器人专利申请量为 111306 件，服务机器人专利量为29848 件，特种机器人专利量为 21953 件，相应专利占比分别为：68.2%、18.3%和 13.5%， 技术分布基本与全球分布相当，其中特种机器人中国市场专利占比略高于全球市场，工业机器人是全球也是中国市场竞争的主要技术方向。下面对全球重点机器人类型工业机器人领域与服务机器人领域的专利/申请进行研究，以了解工业机器人与服务机器人技术构成的专利申请现状与发展趋势，目标市场国家/

55、地区专利状况、重点与热点技术发展状况、全球主要竞争对手核心竞争力构成状况等。29848111306机器人产业知识产权分析评议报告图表 22 全球机器人产业技术分布分析全球机器人产业技术分析单位：件全球中国工业机器人304883服务机器人87024特种机器人3718521953数据来源： HYPERLINK /totalpatent /totalpatent，截止到2017年12月工业机器人专题分析机器人产业知识产权分析评议报告工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序

56、运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。随着智能制造行业的不断推进和制造业人力成本的不断提升，工业领域“机器换人”现象普遍，机器人产业正在全球范围内快速发展，在中国制造 2025规划中提出，要把智能制造作为信息化与工业化深度融合的主攻方向，其中工业机器人被认为是实现目标的关键。目前工业机器人技术发展方向如下：工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降。机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统

57、三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。工业机器人控制系统向基于 PC 机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化； 器件集成度提高，控制柜日渐小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。工业机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。虚拟现实技术在工业机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感

58、觉来操纵机器人。当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。机器人产业知识产权分析评议报告机器人化机械开始兴起。从 1994 年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。6截至 2017 年 12 月全球涉及工业机器人的专利/申请共计 304883 件。技术发展趋势分析19201953萌芽期19811990感知机器人时期195419801991至今图表 23 工业机器人全球专利趋势分析全球工业机器人领域专利申请

59、趋势40000350003000025000示教机器人时期智能机器人时期20000150001000050000数据来源： HYPERLINK /totalpatent /totalpatent，截止到2017年12月注：期末统计数量下降是某些专利申请尚未公开所致，并非申报量下降从工业机器人领域的发展趋势来看，工业机器人的专利申请呈现从初始萌芽期的专利申请量较少，到逐步上扬，并伴有阶段性回落的态势，总体而言发展经历了四个阶段。萌芽期（1920-1953 年）：专利申请量较少，研发活跃度低。示教机器人时期（1954-1980 年）：20 世纪 50 年代中期，机械手的机械耦合被液压装置所取代；7

60、0 年代以后，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展，机器人得到了迅速发展。感知机器人时期（1981-1990 年）：20 世纪 80 年代，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了第二代机器人有感觉的机器人，即自适应机器人，培养出了 FANUC 公司、安川公司等一批国际知名6摘自国内外工业机器人发展现状与趋势研究的工业机器人生产企业。机器人产业知识产权分析评议报告智能机器人时期（1991 年至今）：20 世纪 90 年代后出现了第三代机器人，即智能机器人，相对于前代产品，还具有逻辑思维、判断和决策能力。受 90 年代